Устройство для определения тормозных и тяговых характеристик колесных машин Советский патент 1982 года по МПК G01M17/07 B60T17/22 

Изобретение относится к испытател ной технике и может быть использовано при стендовых динамических испыта ниях, преимущественно автомобильного транспорта. Известно устройство для определения тормозных и тяговых характеристик автомобилей, в которых управление осуществляется по первичной информации, получаемой с тахогенератора постоянного тока. Напряжение тахогенератора используется также для замера скорости. При этом для показаний величины скорости ставится один указатель, а для измерения пути устанавливаются специальные датчики и другие указатели 1 j. Недостатками устройства являются громоздкость и сложность конструкции пульта управления со множеством указателей, соединенных через цепи преобразователей со своими отдельными датчиками, и невысокая точность поддержания режимов работы. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемо му результату является устройство для определения тормозных и тяговых характеристик колесных машин, содержащее датчики скорости, соединенные последовательно с пороговыми блоками и блоком управления режимами работы, к выходам которого подключены пускатели и электропневмоклапаны, датчик крутящего момента и измерительный бло;, ко входу которого подключен один из датчиков скорости, а к выходу - указатели р J Недостатками этого устройства является использование для измерения пути отдельных дополнительных датчиков (помимо датчиков скорости); неиспользование при различных режимах работы ряда датчиков и указателей, что сказывается на сложности устройства, и низкая точность измерений, обусловленная наличием аналоговой системы преобразования первичной ин39

формации, приводящих к потере точнос.ти вторичной информации.

Цель изобретения - повышение точ ности измерений и упрощение конструкции.

Эта цель достигается тем, что устройство снабжено коммутаторами датчиков скорости и указателей и аналого-цифровым преобразователелем, вход которого соединен с датчиком крутящего момента, а выход -,с одним из входов коммутатора указателей, включенного между датчиками скорости, выходом измерительного блока и указателями, выполненными цифровыми, и соединенного управляющим входом ,с выходом блока управления режимами работы, причем датчики скорости выполнены импульсными и подключены к пороговым блокам через коммутатор датчиков скорости.

Кроме того, коммутатор датчиков содержит элементы И-НЕ и частотный пороговый блок, вход которого является одним из входов коммутатора, а прямой и инверсный выходы подключены к одним из входов одного и другого соответственно элементов И-НЕ, вторые входы которых являются другими входами коммутатора, а выходь. подключены ко входами третьего элемента И-НЕ, выход которого является выхо.дом коммутатора.

При этом измерительный блок содержит элементы И-НЕ, триггеры со счетными входами, генераторы прямоугольных импульсов и дифференцирующую цепь, причем один из входов одного из элементов И-НЕ является входом блока, а другие его входы соединены с прямыми выходами триггеров, входы другого элемента И-НЕ соединены через дифференцирующую цепь с генератором прямоугольных импульсов, с прямым выходом одного из триггеров и инверсным выходом другого триггера, выходы элементов И-НЕ являются выходами блока, а генератор прямоугольных импульсов соединен со входом второго тригг гера, прямой выход которого дополнительно соединен со входом первого триггера

На фиго 1 показана функциональная схема устройства; на фиг. 2 - схема коммутатора датчиков; на фиг. 3 схема измерительного блока; на . фиг. k - схема блока управления режимами работы коммутатора указателей.

64

Устройство содержит импульсные датчики 1 и 2 скорости левого и правого колес, например, типа БК-А, которые одновременно являются датчиками пути.

Датчики 1 и 2 через коммутатор 3 датчиков соединены с частотными пороговыми блоками k-6, выходы соединены со входами блока 7 управления режимами работы, а выходы последнего соединены с пускателем 8, электропневмоклапанами 9 и 10 и коммутатором 11. Электропневмоклапан 9 включает нейтральную передачу, а электропневмо- .

клапан 10 взаимодействует с механизмом 12 нажатия на педаль торможения. Коммутатор 11 соединен с цифровыми указателями 13 и Ik, Вторые выходы датчиков ,1 и 2 подключены к коммут атору 11 непосредственно, а датчик 2 повторно через измерительный блок 15. Датчик 16 крутящего момента через аналого-цифровой преобразователь 17 соединен с коммутатором 11.

Коммутатор 3 датчиков 1 и 2 содержит частотный пороговый блок 18 (фиг. 2) и три элемента И-НЕ , причем выход датчика 1 подключен к элементу И-НЕ 19 непосредственно и

через частотный пороговый блок ТВ, а выход датчика 2 подключен к элементу И-НЕ 20, соединенному с инверсным выходом частотного порогового блока 18. Выходы элементов И-НЕ 19 и 20

подсоединены к элементу И-НЕ 21.

Измерительный блок 15 содержит генератор 22 прямоугольных импульсов, два триггера со счетным входом 23 и 2, два элемента И-НЕ 25 и 26 и дифференцирующую цепь 27«

Элемент И-НЕ 25 соединен с датчиком 2 и с прямыми выходами триггеров 23 и 2k, элемент И-НЕ 2б соединен через дифференцирующую цепь 27 с генератором 22 прямоугольных импульсов, с инверсным выходом триггера 23 и .с прямым выходом триггера 2.

Выходы элементов И-НЕ 25 и 26 под соединены к коммутатору 11, Генератор 22 прямоугольных импульсов соединен с триггером 23 последователь™ но с которым соединен тригг р .

Блок 7 (фиг. k) содержит переключатель 28 режимов работы (положение I - режим Торможение ; II - режим Выбег, III - режим Тяговые качества), элементы НЕ 29 и 30, резистор 31, кнопку 32 ручного включения замеpa крутящего момента, элементы И 33 38, элементы ИЛИ , триггер 42 RS - типа, дифференцирующие цепи 3 и 44 и диоды 45 и 46. , Дифференцирующие цепи 43 и 44 и диоды 45 и 46 необходимы для получе ния импульсов сброса цифровых, указа телей 13 и 14. Сигналы с блока 7 поступают на коммутатор 11, схема которого содер жит элементы И , элементы ИЛИ 51 и 52 (фиг. 4}. Пороговые блоки 4-6 выполнены в виде частотных компараторов.. Управление режимами работы устро ства осуществляется от датчиков ско рости. Если управление осуществляет ся от одного из датчиков скорости, например датчика скорости левого ко леса, то возможна большая погрешнос измерения. Это связано с тем, «что, если при торможении первым останавливает левое колесо, то блок 1, управляющий режимом работы стенда. выключает счетчики пути левого и пр вого колес, так как он управляется датчиком скорости левого колеса. Пр этом замер тормозного пути правого колеса неверен. При остановке левого колеса на скорости, близкой к нулю, коммутато датчиков переключает управление режимом стенда с датчика скоростилевого колеса на датчик скорости правого колеса. Если быстрее останавливается ле-/ вое колесо, то после переключения датчиков цифровые указатели, фиксирующие путь, не выключаются до остановки правого колеса. Если быстрее останавливается правое колесо, то при остановке левого колеса также производится переключение и указатели сразу выключаются, так как скорость правого колеса уже равна нулю. Таким образом, в обоих случаях выключение указателей происходит noc ле остановки обоих колес. Устройство работает в трех рех имах: Торможение, Выбег и Тяговые качества. В режиме Торможение устройство работает следующим образом. Во время разгона с блока 7 подается команда на коммутатор 11, по ко торой сигналы с датчика 2 через изме рительный блок 15 и коммутатор 11 подаются на цифровой указатель 14, по которому контролируется величина скорости, а сигналы с датчика 16 крутящегомомента через преобразователь 17 и коммутатор 11 подаются на цифровой указатель 13, по которому контролируется величина крутящего момента. Одновременно сигналы с датчиков 1 и 2 подаются через коммутатор 3 датчиков на частотные пороговые блоки 4-6. При достижении скорости определенной величины У, , заданной программой ( для грузовых автомобилей эта скорость 55 км/ч,для легковых 75-80 км/ч), срабатывает частотный пороговый блок 4 и подает сигнал на блок 7 управления режимами, который подает команду на коммутатор 11. По ней коммутатор 11 сбрасывает цифровые указатели 13 и 14 в ноль и прекращает подачу.си)- налов с измерительного блока 15 и пре.образователя 17 на цифровые указатели 14 и 13. Одновременно блок 7 подает команду на пускатель 8, выключающий электропривод, и на электропнёвмоклапаи 9 включающий нейтральную передачу. Как только скорость уменьшится до величины V/j, заданной программой, (для грузовых автомобилей эта скорость 50 км/ч, для легковых 70-75км/ч) срабатывает частотный пороговый блок 5 и подает сигнал на блок 7, который передает сигнал на электропневмоклапан 10, включающий механизм 12 нажатия на педаль торможения. При этом начинается торможение. Одновременно блок 7 подает команду на коммутатор 11, по которой последний подключет датчики 1 и 2 к цифровым указателям 13 и 14- Когда скорость уменьшается до нуля, срабатывает частотный пороговый блок 6, подающий сигнал на блок 7, который подает команду на коммутатор 11, прекращающий подачу импульсов на цифро-, вые указатели 13 и 14. В режиме Выбег устройство работает так же, как- и в режиме Торможение, за исключением того, что блок 7 не подает сигнал на электропневмоклапан 10 для срабатывания механизма 12 нажатия на .педаль торможения. В режиме Тяговые качества устройство работает следующим образом. При разгоне автомобиля с блока 7 подается, команда на коммутатор 11, DH подключет выход измерительного блока 15 к цифровому указателю k, по которому контролируется скорость. При достижении скорости 30 км/ч срабатыв т частотный пороговый блок Л |( порог его срабатывания меняется при переключении режимов работы) и подает сигнал на блок 7, который подает команду на коммутатор 11. По этой команде коммутатор 11 подключает дат чик 1 левого колеса к цифровому указателю 13. При достижении скорости Y(2, срабатывает частотный пороговый блок 5. подает сигнал на блок 7, который подает команду на коммутатор 11. После ний отключает датчик 1 левого колеса от цифрового указателя 1.3. После это го производится отсчет пути разгона. После загружения двигателя испытуемого автомобиля датчик 16 крутящего момента посредством преобразова теля 17 и коммутатора 11 вручную подключается к цифровому указателю 13 и производится отсчет крутящего момента. Коммутатор датчиков работает следующим образом. Частотный пороговый блок 18 настроен на скорость, близкую к нулю, но несколько большую, чем частотный пороговый блок 6. Пока скорость левого колеса велика, с частотного порогового блока 18 подается сигнал 1 на элемент И-НЕ 19 и О на элемент И-НЕ 20. При этом импульсы с датчика 1 левого колеса черезэлемен ты И-НЕ 19 и 21 поступают на выход коммутатора 3 датчиков. Когда скорость левого колеса станет достаточно близкой к нулю, сраба тывает частотный пороговый блок 6 и подает сигнал 1 на элемент И-НЕ 20 и О на элемент И-НЕ 19. При этом импульсы с датчика 2 правого колеса через элементы И-НЕ 20 и 21 поступаю на выход коммутатора 3 датчиков. Коммутатор 3 датчиков необходим для того, чтобы отключение цифровых указателей происходило при остановке обоих колес испытуемого автомобиля. Измерительный блок 15 работает следующим образом. Генератор 22 прямоугольных импуль сов измерительного блока- вырабатывает импульсы с периодом Т, которые поступают на счетчик импульсов, состоящий из триггеров 23 и 2. Счетчик 68 может находится в четырех состояниях каждое дительностью Т. Одно из этих состояний расшифровывается элементом И-НЕ 25, через который импульсы с датчика-2 поступают на выход и дальше через коммутатор 11 на цифровой указатель И. Период Т подобран так, что за его длительность число имТпульсов, поступающих на цифровой указатель 1А, численно равно скорости. Затем в течение трех остальных состоя|Ний счетчика значение скорости индицируется цифровым указателем. Перед началом следующего измерительного цикла с помощью дифференцирующей цепи 27 и элемента И-НЕ 26 формируется импульс сброса, который сбрасывает цифровой указатель в нуль и измерение повторяется. Предлагаемое устройство можно применять на станциях диагностики автомобилей, на автотранспортных предприятиях, авторемонтных заводах и других предприятиях подобного типа. Применение в устройстве цифровых блоков преобразования первичной инв формации и цифровых указателей позволяет повысить точность измерений, стабильность поддержания режимов работы устройства, а также отказаться от использования отдельных датчиков пути. Применение коммутаторов позволяет уменьшить количество указателей, габариты пульта управления устройства и упростить его конструкцию. Формула изобретения 1. Устройство для определения тормозных и тяговых характеристик колесных машин, содержащее датчики скорости, соединенные последовательно с пороговыми блоками и блоком управления режимами работы, к выходам котог рого подключены пускатели и электропневмоклапаны, датчик крутящего момента, измерительный блок, ко входу которого подключен один из датчиков скорости, а к выходу - указатели, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений и упрощения конструкции, оно снабжено коммутаторами датчиков скорости и указателей и аналого-цифровым преобразователем, вход которого соединен с датчиком крутящего момента, а выход - с одним из входов коммутатора указателей, включенного между датчиками скорости, выходом измерительного блока и указателями, выполненными цифровыми, и соединенного управлящим входом с выходом блока управления режимами работы, причем датчики скорости выполнены импульсными и подключены к пороговым блокам через коммутатор датчиков скорости.

2.Устройство по п. 1, о т л и чающееся тем, что коммутатор датчиков скорости содержит элементы И-НЕ и частотный пороговый блок

вход которого является одним из входов коммутатора у. а прямой и инверсный выходы подключены к одним из входов одного и другого соответственно .элементов И-НЕ, вторые входы которых являются другими входами коммутатора а выходы подключены ко входам третьего элемента И-НЕ, выход которого является выходом коммутатора.

3.Устройство по п. 1, о т л и чающееся тем, что измерительный блок содержит элементы И-НЕ, тригеры со счетными входами, генераторы

прямоугольных импульсов и дифференцирующую цель, причем один из входов одного из элементов И-НЕ является входом блока, а другие его входы соединены с прямыми выходами триггеров, входы другого элемента И-НЕ соединены через дифференцируюи ую цепь с генератором прямоугольных импульсов, с прямым -выходом одного и инверсным выходом другого триггеров,выходы элементов И-НЕ являются выходами блока, а генератор прямоугольных импульсов соединен со входом второго триггера, прямой выход которого дополнительно соединен со входом первого триггера.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельсВТво СССР К 312170, кл. GDI М 17/00 1968.

2.Руководство по монтажу и эксплуатации технического диагностирования автомобилей. Челябинск, том И , 1972, с. 15 (прототипJ.

фуг. f

фуг,